Пробковый кран

 

Изобретение относится к области горного дела, в частности, к нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей промышленности и предназначено для использования в запорных устройствах устьевого оборудования на нефтегазодобывающих скважинах. Пробковый кран содержит корпус с пересекающимися каналами для прохода жидкости и размещения цилиндрической пробки соответственно. Упомянутая пробка управляется выполненным за одно целое с пробкой приводом и соединена с корпусом при помощи шаров. Шары расположены в совмещенных кольцевых сферических канавках. Последние выполнены на одном конце цилиндрической пробки и в корпусе соответственно. Со стороны другого конца пробки корпус снабжен нажимной крышкой. Последняя соединяет корпус с пробкой регулировочным болтом через шары. Последние расположены между кольцевой поверхностью корпуса, пробкой и нажимной крышкой для облегчения вращения пробки. Изобретение позволяет уменьшить усилия вращения пробки и сократить элементную базу крана. 1 ил.

Изобретение относится к области горного дела, в частности, к нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано в запорных устройствах устьевого оборудования на нефтегазодобывающих скважинах.

Известны пробковые краны, содержащие корпус с проходными отверстиями, пробку и уплотнительные элементы [2], [3].

Недостатком известных пробковых кранов является сложность при изготовлении, ненадежность в процессе эксплуатации, особенно при высоких давлениях и больших проходных каналах для протока жидкости или газа.

Известен пробковый кран, содержащий корпус с пересекающими каналами для прохода жидкости и размещения цилиндрической пробки соответственно, управляемой приводом, выполненным за одно целое с пробкой [1] Недостатком известного пробкового крана [1] является необходимость приложения больших усилий для поворота пробки при высоких давлениях жидкости или газа в системе, перекрываемой краном (особенно при проходных каналах Ду 65 мм и более и давлении 21 МПа и более).

Техническая задача состоит в снижении усилия вращения пробки, в сокращении элементной базы крана, в увеличении надежности при эксплуатации крана на скважине.

Решение технической задачи достигается тем, что цилиндрическая пробка соединена с корпусом при помощи шаров, расположенных в совмещенных кольцевых сферических канавках, выполненных на одном конце цилиндрической пробки и в корпусе соответственно, при этом со стороны другого конца пробки корпус снабжен нажимной крышкой, соединяющей корпус с пробкой регулировочным болтом через шары, расположенные между кольцевой поверхностью корпуса, пробкой и нажимной крышкой для облегчения вращения пробки.

На чертеже изображен пробковый кран - общий вид.

Пробковый кран содержит цилиндрическую пробку 1, кольцевые сферические канавки 2, корпус 3, регулировочные втулки с уплотнениями 4, нажимную крышку 5, шары 6, регулировочный болт 7, кольцевую поверхность 8 корпуса 3, манжеты 9, отверстия 10 для установок втулок, эксцентрики 11, рычаги вращения пробки 12, защитное разрезное кольцо 13, пробки 14.

В статическом положении элементы пробкового крана взаимодействуют следующим образом.

Через канал под цилиндрическую пробку 1 регулировочные втулки с уплотнениями 4 вставляются в корпус 3, фиксируются эксцентриками 11 в заданном положении через отверстия 10 и разводятся эксцентриками для обеспечения прохождения цилиндрической пробки в канал корпуса.

В канал корпуса вставляются цилиндрическая пробка 1 с манжетами 9 до совмещения кольцевых сферических канавок 2 корпуса и пробки.

Через боковые отверстия в корпусе 3 засыпаются шары 6 в совмещенные сферические канавки 2 корпуса и пробки.

Шары 6 от выпадения фиксируются пробками 14 защитным разрезным кольцом 13.

Нажимная крышка 5 для взаимодействия с корпусом 3 и с цилиндрической пробкой через шары и кольцевую поверхность 8 корпуса соединяется с пробкой регулировочным болтом 7.

Для обеспечения взаимодействия шаров 6 с цилиндрической пробкой 1 и корпусом 3 по кольцевым поверхностям и обеспечения равномерного уплотнения манжетами 9 по окружности соединения корпус-пробка регулировочный болт 7 ввинчивается в цилиндрическую пробку 1 и фиксируется (на чертеже не показано).

При этом нажимная крышка 5 через шары 6 обеспечивает осевое смещение пробки 1 относительно корпуса 3 через кольцевые сферические канавки 2 корпуса и пробки, тем самым обеспечивается взаимодействие соединения корпус-пробка через шары 6 при одновременном обеспечении равномерного уплотнения соединения по окружности манжетами 9.

Эксцентриком 11 через отверстия 10 регулировочные втулки с уплотнениями 4 поджимаются к уплотняемым поверхностям цилиндрической пробки 1.

В процессе эксплуатации при высокой разнице давлений (до 21 МПа и более) на входе и выходе пробкового крана и вызванных этим неуравновешенных нагрузках, действующих на цилиндрическую пробку, обеспечивается надежность герметизации соединения пробка-корпус в целом и легкость вращения цилиндрической пробки в канале корпуса рычагами 12, так как пробка относительно корпуса вращается через шары, воспринимающие силовые нагрузки.

То есть, в процессе эксплуатации исключаются односторонние прижатия пробки к каналу корпуса.

Предложенное новое техническое решение пробкового крана отличается от известных технических решений новизной, и его использование в производстве обеспечивает снижение усилий вращения цилиндрической пробки в канале корпуса, сокращает элементную базу пробкового крана и обеспечивает положительный технико-экономический эффект, так как сокращение элементной базы увеличивает надежность при эксплуатации, обеспечивает уменьшение габаритных размеров и весовых характеристик пробкового крана.

По своему уровню технического решения пробковый кран не имеет аналогов как в Российской Федерации, так и за рубежом, конкурентоспособный и найдет широкое применение в промышленности.

Источники информации 1. Патент Франции FR 2694362 A1, F 16 K 5/04, 1994 г.

2. А.с. N 494554, F 16 K 5/16, 1976 г.

3. Патент США N 3700003, F 16 K 5/10, 1972 г.

Формула изобретения

Пробковый кран, содержащий корпус с пересекающими каналами для прохода жидкости и размещения цилиндрической пробки соответственно, управляемой приводом, выполненным за одно целое с пробкой, отличающийся тем, что цилиндрическая пробка соединена с корпусом при помощи шаров, расположенных в совмещенных кольцевых сферических канавках, выполненных на одном конце цилиндрической пробки и в корпусе соответственно, при этом со стороны другого конца пробки корпус снабжен нажимной крышкой, соединяющей корпус с пробкой регулировочным болтом через шары, расположенные между кольцевой поверхностью корпуса, пробкой и нажимной крышкой для облегчения вращения пробки.

РИСУНКИ

Рисунок 1